S型靜態分離器在ZGM113G型磨煤機的應用及性能分析

孫培波

(阿米那能源環保技術中國有限公司，北京　100078)

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S型靜態分離器在ZGM113G型磨煤機的應用及性能分析

孫培波

(阿米那能源環保技術中國有限公司，北京100078)

摘要：對S型靜態分離器的結構原理、運行特性進了分析說明，并且通過S型靜態分離器在ZGM113G型中速磨煤機上的成功應用，說明其在降低煤粉細度及制粉系統電耗、提高磨煤機出力方面能起到非常顯著的效果。

關鍵詞：S型靜態分離器；中速磨煤機；煤粉細度；電耗；磨煤機出力

制粉系統是火力發電廠的主要系統之一，其運行狀況直接影響鍋爐的燃燒穩定性及機組帶負荷能力。制粉系統煤粉細度越細，爐內燃燒過程中煤粉與火焰接觸的表面積就越大，煤粉著火及燃盡特性越好。但與此同時，煤粉細度越細，制粉系統出力越小，磨煤機制粉單耗就越高。總之，制粉系統是一個龐大而復雜的系統，全面掌握制粉系統的運行特性對整個鍋爐燃燒穩定、經濟運行至關重要[1]。

1磨煤機分離器概況及改造原因

京能寧東電廠660 MW機組鍋爐配置6臺ZGM-113G型中速輥式磨煤機，其所配的煤粉分離器為靜態擋板式分離器。磨煤機的主要性能參數見表1。在表1中，煤粉細度R90= 16%，可磨系數HGI=80。

受電煤供應形勢緊張影響，同時為了降低燃料成本，在日常運行中，入爐煤大量摻燒洗末煤和煤泥，煤質嚴重偏離設計煤種煤質，導致磨煤機出力受限，磨煤機電耗增大，煤粉細度和均勻性無法滿足鍋爐安全經濟燃燒及環保的要求，鍋爐飛灰可燃物長期偏高，機械不完全損失較大。為此，對磨煤機靜態分離器進行改造以降低煤粉細度并提高磨煤機出力成了迫切的需求。

表1　ZGM-113G型中速輥式磨煤機技術參數

2磨煤機靜態分離器改造方案及結構特點

對于目前大多數中速磨靜態分離器，在實際應用中，能夠通過設計或者調整手段降低煤粉細度，這些手段主要包含：(1)增加或者增長靜態分離器葉片；(2)增強分離器葉片的旋轉強度；(3)增長導流環的尺寸或者降低導流環的高度。

所有這些手段都能夠在一定程度上降低分離器出口煤粉細度，降低的幅度大小取決于分離器的大小和運行狀態。但是，任何一種手段都將增加制粉系統的壓降，進而增加制粉系統的電耗，這限制了制粉系統的出力。過去幾年，動態分離器也被應用于制粉系統的改造以降低煤粉細度，但是多數情況下，動態分離器改造后的效果遠沒有期待中的那樣好，同時動態分離器的應用也極大地增加了運行維護工作量和成本。在這樣情形下，阿米那能源環保(中國)有限公司開發設計了一種全新的“S”型靜態分離器，通過對分離器結構進行設計優化提高分離器分離效率，在降低煤粉細度的同時提高磨煤機出力?！癝”型靜態分離器結構圖如圖1所示。

圖1　“S”型靜態分離器結構圖

同傳統的靜態分離器相比，“S”型靜態分離器主要在兩方面做了比較大的改動：

(1)導流環(右上)設計成弧形以防止渦流的產生以降低分離器壓降并且并利于煤粉氣流在分離器出口合理分配。

(2)分離器葉片整體呈斜向布置(右下)。這種設計限制了分離器入口的風速，使得大部分直徑300 μm以上的煤粉顆粒在進入分離器之前即被分離出；另外，風粉氣流進入分離器后，沿著回粉錐作切向“S”形軌跡運行，粗細粉分離時間較長，能夠確保粗細粉的有效分離。而傳統分離器主要依靠分離器葉片產生的離心分離作用進行粗細粉分離，分離時間較短，分離效率較低；另外，傳統靜態分離器容易在分離器出口產生渦流，分離器阻力過大，限制磨煤機出力的提高。

3磨煤機“S”型靜態分離器后實驗分析

對于中速磨來說，對于制粉系統性能影響較大的參數主要由分離器擋板開度，磨煤機通風量和磨輥加載力三個變量組成[1]。由于“S”型靜態分離器為葉片固定不可調式分離器，因此針對“S”型分離器的實驗分析主要由磨煤機磨輥加載力和磨煤機通風量兩個變量組成。

3.1磨煤機磨輥加載力變化試驗

對于通用的葉片角度可調翻板式靜態分離器，磨煤機的加載力大小直接影響著磨煤機出口的煤粉細度，同時也會影響石子煤的排放量[1]。當加載力加大時，由于碾磨力增大，原煤被碾磨的更細，同時石子煤量會減少。而“S”型靜態分離器運行特性跟通用靜態分離器特性有一定區別?！癝”型分離器改造完成后磨煤機磨輥加載力變化試驗參數如表2所示。

表2　磨煤機磨輥加載力變化試驗參數

由表2可知，“S”型靜態分離器改造后，隨著磨煤機磨輥加載力的增大，磨煤機通風阻力降低，磨煤機電流降低，制粉系統出力增大，制粉單耗降低；而磨輥加載力的變化對煤粉細度及煤粉均勻性基本沒有影響。

3.2磨煤機通風量變化試驗

磨煤機的通風量決定了磨煤機風環的風速，風環風速越大，就可以攜帶更多、更大的煤粉顆粒，使石子煤量減少[1-3]。同時，在磨煤機出力不變時，改變通風量相當于改變了風煤比，對鍋爐燃燒和制粉系統運行都有影響[1,4]。表3為“S”型分離器改造完成后磨煤機通風量變化試驗參數。

由表3可知，“S”型靜態分離器改造后，隨著風煤比的提高，磨通風量增加，磨通風阻力降低，磨煤機電耗降低；煤粉細度R75的值基本不隨磨通風量的變化而變化，R150以上煤粉顆粒(尤其是R300以上煤粉顆粒)隨著磨煤機通風量的增加而顯著增加；煤粉均勻性指數隨著磨煤機通風量的增加而降低。

表3　磨煤機通風量變化試驗參數

表4　“S”型靜態分離器改造前后磨煤機性能參數對比　t

4磨煤機“S”型靜態分離器改造前后效果對比

“S”型靜態分離器改造前后磨煤機性能參數對比如表4所示。由表4可以發現，相比較于改造前，“S”型靜態分離器應用后，煤粉細度明顯降低，R75由改造前的30%降低為改造后的20%，R150由改造前的8%降低為改造后的2%，R300由改造前的0.3%降低為改造后的0.08%，大顆粒煤粉比率顯著降低；煤粉均勻性指數提高，均勻性指數n由改造前的1.14提高至改造后的1.35；磨通風阻力降低，各負荷下，磨通風阻力平均降低約0.90 kPa，這在一定程度上可增大磨煤機出力；磨煤機制粉單耗顯著降低，尤其在磨煤機低出力狀態下，“S”型靜態分離器改造后，磨煤機制粉單耗降低量可達6.00 kWh/t。

5結語

“S”型靜態分離器作為一項前沿性的技術研發產品，其在ZGM型磨煤機上的成功應用，不僅提高了制粉系統出力，降低了煤粉細度與制粉電耗，減少了飛灰可燃物含量，提高了鍋爐運行經濟性?！癝”型分離器的成功應用對降低鍋爐和排放方面起到非常顯著的作用，值得在全國同類型磨煤機中大力推廣。

參考文獻：

[1]祝翔，肖杰. DTM380/720磨煤機制粉系統經濟運行的試驗研究[J]. 中國電力，1995，28(11)：18-22.

[2]中國電力企業聯合會標準化部. 電站鍋爐磨煤機試驗規程[S]. 北京：中國電力出版社，1996.

[3]趙晴川，樊培利，陳方高. ZGM-113G型中速磨煤機運行特性試驗研究[J]. 熱力發電，2009，38(12)：55-57.

ZHAO Qing-chuan, FAN Pei-li, CHEN Fang-gao, et al. Test study on operation characters of ZGM-113G medium speed coal pulverizer[J].Thermal Power Generation,2009,38(12)：55-57.

[4]林江. 直吹式制粉系統及中速磨運行特性分析[J]. 中國電力，1999，32(1)：25-27.

LIN Jiang. Operation performance analysis of direct-firing pulverizing system and medium speed mill[J]. Electric Power, 1999,32(1):25-27.

(本文編輯：趙艷粉)

Application and Performance of S-Type Static Separator in ZGM113G Coal Pulverizer

SUN Pei-bo

(LP Amina Energy and Environment Technology Co., Ltd., Beijin 100078, China)

Abstract:This paper elaborates the structure principle and operation characteristics of S-type static separator. Based on its successful application in ZGM113G medium-speed coal pulverizer, its superior performance is illustrated in reducing the pulverized coal fineness and pulverizing system power consumption and improving the coal mill output.

Key words:S-type static separator; medium-speed coal pulverizer; pulverized coal fineness; power consumption; coal mill output

DOI：10.11973/dlyny201602021

作者簡介：孫培波(1984)，男，工程師，從事火電機組節能環保改造、鍋爐燃燒優化調整及性能測試工作。

中圖分類號：TK223.25

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1256(2016)02-0244-03

收稿日期：2015-12-21